Intermolecular structure determination of amyloid fibrils with magic-angle spinning and dynamic nuclear polarization NMR

Journal of the American Chemical Society

Volumn 133, Issue 35, 2011, Pages 13967-13974

  Bayro, Marvin J ^a   Debelouchina, Galia T ^a   Eddy, Matthew T ^a   Birkett, Neil R ^b   MacPhee, Catherine E ^b,c   Rosay, Melanie ^d   Maas, Werner E ^d   Dobson, Christopher M ^b   Griffin, Robert G ^a  

^a MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

^c UNIVERSITY OF EDINBURGH   (United Kingdom)

^d BRUKER BIOSPIN CORPORATION   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMYLOID FIBRIL; CORRELATION SPECTRA; DYNAMIC NUCLEAR POLARIZATION; DYNAMIC PROCESS; INFORMATION CONTENTS; INTERMOLECULAR INTERACTIONS; INTERMOLECULAR STRUCTURES; LOW TEMPERATURES; MAGIC ANGLE SPINNING; PI3-KINASE; SIGNAL ENHANCEMENT; SIGNAL INTENSITIES; SPECTRAL INTENSITY;

EXPERIMENTS; GLYCOPROTEINS; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; SPIN POLARIZATION;

PROTEINS;

AMYLOID; CARBON; NITROGEN; PHOSPHATIDYLINOSITOL 3 KINASE; PROTEIN SH3;

ARTICLE; CONTROLLED STUDY; CORRELATION ANALYSIS; DYNAMIC NUCLEAR POLARIZATION NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; MAGIC ANGLE SPINNING NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; POLARIZATION; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN INTERACTION; PROTEIN STRUCTURE; SPECTROSCOPY; TEMPERATURE;

AMINO ACID SEQUENCE; AMYLOID; BACTERIAL PROTEINS; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR SEQUENCE DATA; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE, BIOMOLECULAR; PHOSPHATIDYLINOSITOL 3-KINASES; PROTEIN STRUCTURE, SECONDARY; SRC HOMOLOGY DOMAINS; STAPHYLOCOCCUS AUREUS;

EID: 80052335544     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja203756x     Document Type: Article

References (55)

1. Sunde, M.; Serpell, L. C.; Bartlam, M.; Fraser, P. E.; Pepys, M. B.; Blake, C. C. J. Mol. Biol. 1997, 273, 729-739
2. Sunde, M.; Blake, C. C. Q. Rev. Biophys. 1998, 31, 1-39
3. Dobson, C. M. Nature 2003, 426, 884-890
4. Chiti, F.; Dobson, C. M. Annu. Rev. Biochem. 2006, 75, 333-366
5. Fowler, D. M.; Koulov, A. V.; Balch, W. E.; Kelly, J. W. Trends Biochem. Sci. 2007, 32, 217-224
6. Dobson, C. M. Trends Biochem. Sci. 1999, 24, 329-332
7. Knowles, T. P.; Fitzpatrick, A. W.; Meehan, S.; Mott, H. R.; Vendruscolo, M.; Dobson, C. M.; Welland, M. E. Science 2007, 318, 1900-1903
8. Benzinger, T. L.; Gregory, D. M.; Burkoth, T. S.; Miller-Auer, H.; Lynn, D. G.; Botto, R. E.; Meredith, S. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 13407-13412
9. Antzutkin, O. N.; Leapman, R. D.; Balbach, J. J.; Tycko, R. Biochemistry 2002, 41, 15436-15450
10. Jaroniec, C. P.; MacPhee, C. E.; Astrof, N. S.; Dobson, C. M.; Griffin, R. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 16748-16753
11. Heise, H.; Hoyer, W.; Becker, S.; Andronesi, O. C.; Riedel, D.; Baldus, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 15871-15876
12. Ritter, C.; Maddelein, M. L.; Siemer, A. B.; Lührs, T.; Ernst, M.; Meier, B. H.; Saupe, S. J.; Riek, R. Nature 2005, 435, 844-848
13. Helmus, J. J.; Surewicz, K.; Nadaud, P. S.; Surewicz, W. K.; Jaroniec, C. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 6284-6289
14. Andronesi, O. C.; von Bergen, M.; Biernat, J.; Seidel, K.; Griesinger, C.; Mandelkow, E.; Baldus, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5922-5928
15. Debelouchina, G. T.; Platt, G. W.; Bayro, M. J.; Radford, S. E.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10414-10423
16. Bayro, M. J.; Maly, T.; Birkett, N. R.; MacPhee, C. E.; Dobson, C. M.; Griffin, R. G. Biochemistry 2010, 49, 7474-7484
17. Jaroniec, C. P.; MacPhee, C. E.; Bajaj, V. S.; McMahon, M. T.; Dobson, C. M.; Griffin, R. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 711-716
18. Petkova, A. T.; Yau, W. M.; Tycko, R. Biochemistry 2006, 45, 498-512
19. Iwata, K.; Fujiwara, T.; Matsuki, Y.; Akutsu, H.; Takahashi, S.; Naiki, H.; Goto, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 18119-18124
20. Shewmaker, F.; Ross, E. D.; Tycko, R.; Wickner, R. B. Biochemistry 2008, 47, 4000-4007
21. Wickner, R. B.; Dyda, F.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 2403-2408
22. Wasmer, C.; Lange, A.; Van Melckebeke, H.; Siemer, A. B.; Riek, R.; Meier, B. H. Science 2008, 319, 1523-1526
23. Antzutkin, O. N.; Balbach, J. J.; Leapman, R. D.; Rizzo, N. W.; Reed, J.; Tycko, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 13045-13050
24. Balbach, J. J.; Petkova, A. T.; Oyler, N. A.; Antzutkin, O. N.; Gordon, D. J.; Meredith, S. C.; Tycko, R. Biophys. J. 2002, 83, 1205-1216
25. Petkova, A. T.; Leapman, R. D.; Guo, Z.; Yau, W. M.; Mattson, M. P.; Tycko, R. Science 2005, 307, 262-265
26. Lim, K. H.; Nguyen, T. N.; Damo, S. M.; Mazur, T.; Ball, H. L.; Prusiner, S. B.; Pines, A.; Wemmer, D. E. Solid State Nucl. Magn. Reson. 2006, 29, 183-190
27. Caporini, M.; Bajaj, V.; Veshtort, M.; Fitzpatrick, A.; Cait, E. M.; Vendruscolo, M.; Dobson, C. M.; Griffin, R. G. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 13555-13561
28. Nieuwkoop, A. J.; Wylie, B. J.; Franks, W. T.; Shah, G. J.; Rienstra, C. M. J. Chem. Phys. 2009, 131, 095101
29. Debelouchina, G. T.; Platt, G. W.; Bayro, M. J.; Radford, S. E.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17077-17079
30. Guijarro, J. I.; Sunde, M.; Jones, J. A.; Campbell, I. D.; Dobson, C. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 4224-4228
31. Ventura, S.; Zurdo, J.; Narayanan, S.; Parreño, M.; Mangues, R.; Reif, B.; Chiti, F.; Giannoni, E.; Dobson, C. M.; Aviles, F. X.; Serrano, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 7258-7263
32. Carulla, N.; Caddy, G. L.; Hall, D. R.; Zurdo, J.; Gairi, M.; Feliz, M.; Giralt, E.; Robinson, C. V.; Dobson, C. M. Nature 2005, 436, 554-558
33. Carulla, N.; Zhou, M.; Arimon, M.; Gairí, M.; Giralt, E.; Robinson, C. V.; Dobson, C. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 7828-7833
34. LeMaster, D. M.; Kushlan, D. M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 9255-9264
35. Castellani, F.; van Rossum, B.; Diehl, A.; Schubert, M.; Rehbein, K.; Oschkinat, H. Nature 2002, 420, 98-102
36. Bayro, M. J.; Maly, T.; Birkett, N. R.; Dobson, C. M.; Griffin, R. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 5708-5710
37. Bennett, A. E.; Rienstra, C. M.; Griffiths, J. M.; Zhen, W.; Lansbury, J.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1998, 108, 9463-9479
38. Tycko, R. J. Chem. Phys. 2007, 126, 064506
39. Bayro, M. J.; Huber, M.; Ramachandran, R.; Davenport, T. C.; Meier, B. H.; Ernst, M.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 2009, 130, 114506
40. Long, J. R.; Sun, B. Q.; Bowen, A.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 11950-11956
41. Maus, D. C.; Copie, V.; Sun, B. Q.; Griffiths, J. M.; Griffin, R. G.; Luo, S. F.; Schrock, R. R.; Liu, A. H.; Seidel, S. W.; Davis, W. M.; Grohmann, A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 5665-5671
42. Schneider, R.; Seidel, K.; Etzkorn, M.; Lange, A.; Becker, S.; Baldus, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 223-233
43. Debelouchina, G. T.; Bayro, M. J.; Wel, P. C. A. v. d.; Caporini, M. A.; Barnes, A. B.; Rosay, M.; Maas, W. E.; Griffin, R. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 5911-5919
44. Szeverenyi, N. M.; Sullivan, M. J.; Maciel, G. E. J. Magn. Reson. 1982, 47, 462-475
45. Loquet, A.; Giller, K.; Becker, S.; Lange, A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15164-15166
46. Jaroniec, C.; Filip, C.; Griffin, R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10728-10742
47. Bajaj, V. S.; Wel, P. C. A. v. d.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 118-128
48. Song, C.; Hu, K.-N.; Joo, C.-G.; Swager, T. M.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11385-11390
49. Akbey, Ü.; Franks, W. T.; Linden, A.; Lange, S.; Griffin, R. G.; Rossum, B.-J. v.; Oschkinat, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 7803-7806
50. van der Wel, P. C. A.; Hu, K. N.; Lewandowski, J.; Griffin, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10840-10846
51. Mak-Jurkauskas, M. L.; Bajaj, V. S.; Hornstein, M. K.; Belenky, M.; Griffin, R. G.; Herzfeld, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 883-888
52. Jimenez, J.; Guijarro, J. I.; Orlova, E.; Zurdo, J.; Dobson, C. M.; Sunde, M.; Saibil, H. R. EMBO J. 1999, 18, 815-821
53. Frericks Schmidt, H. L.; Sperling, L. J.; Gao, Y. G.; Wylie, B. J.; Boettcher, J. M.; Wilson, S. R.; Rienstra, C. M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 14362-14369
54. Bennett, A. E.; Rienstra, C. M.; Auger, M.; Lakshmi, K. V.; Griffin, R. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 6951-6958
55. Rosay, M.; Tometich, L.; Pawsey, S.; Bader, R.; Schauwecker, R.; Blank, M.; Borchard, P. M.; Cauffman, S. R.; Felch, K. L.; Weber, R. T.; Temkin, R. J.; Griffin, R. G.; Maas, W. E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 5850-5860